為了獲得充分的白光LED光束，曾經開發大尺寸LED芯片，試圖以此方式達成預期目標。實際上在白光LED上施加的電功率持續超過1W以上時光束反而會下降，發光效率則相對降低20%~30%，提高白光LED的輸入功率和發光效率必須克服的問題有：抑制溫升;確保使用壽命;改善發光效率;發光特性均等化。

　　增加功率會使用白光LED封裝的熱阻抗下降至10K/W以下，因此國外曾經開發耐高溫白光LED，試圖以此改善溫升問題。因大功率白光LED的發熱量比小功率白光LED高數十倍以上，即使白光LED的封裝允許高熱量，但白光LED芯片的允許溫度是一定的。抑制溫升的具體方法是降低封裝的熱阻抗。

　　提高白光LED使用壽命的具體方法是改善芯片外形，采用小型芯片。因白光LED的發光頻譜中含有波長低于450nm的短波長光線，傳統環氧樹脂密封材料極易被短波長光線破壞，高功率白光LED的大光量更加速了密封材料的劣化。改用硅質密封材料與陶瓷封裝材料，能使白光LED的使用壽命提高一位數。

　　改善白光LED的發光效率的具體方法是改善芯片結構與封裝結構，達到與低功率白光LED相同的水準，主要原因是電流密度提高2倍以上時，不但不容易從大型芯片取出光線，結果反而會造成發光效率不如低功率白光LED，如果改善芯片的電極構造，理論上就可以解決上述取光問題。

　　實現發光特性均勻化的具體方法是改善白光LED的封裝方法，一般認為只要改善白光LED的熒光體材料濃度均勻性與熒光體的制作技術就可以克服上述困擾。

　　減少熱阻抗、改善散熱問題的具體內容分別是：

　　① 降低芯片到封裝的熱阻抗。

　　② 抑制封裝至印制電路基板的熱阻抗。

　　③ 提高芯片的散熱順暢性。

　　為了降低熱阻抗，國外許多LED廠商將LED芯片設在銅與陶瓷材料制成的散熱鰭片表面，如圖1所示，用焊接方式將印制電路板上散熱用導線連接到利用冷卻風扇強制空冷的散熱鰭片上。德國OSRAM Opto Semiconductors Gmb 實驗結果證實，上述結構的LED芯片到焊接點的熱阻抗可以降低9K/W，大約是傳統LED的1/6左右。封裝后的LED施加2W的電功率時，LED芯片的溫度比焊接點高18℃，即使印制電路板的溫度上升到500℃，LED芯片的溫度也只有700℃左右。熱阻抗一旦降低，LED芯片的溫度就會受到印制電路板溫度的影響，為此必須降低LED芯片到焊接點的熱阻抗。反過來說，即使白光LED具備抑制熱阻抗的結構，如果熱量無法從LED封裝傳導到印制電路板的話， LED溫度的上升將使其發光效率下降，因此松下公司開發出了印制電路板與封裝一體化技術，該公司將邊長為1mm的正方形藍光LED以覆芯片化方式封裝在陶瓷基板上，接著再將陶瓷基板粘貼在銅質印制電路板表面，包含印制電路板在內模塊整體的熱阻抗大約是15K/W。

(a) OSRAM LED的封裝方式

(b) CITIZEN LED的封裝方式

圖1 LED散熱結構